CN104438433A - 薄壁小弯曲半径u形弯管的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,包括以下步骤:A)充砂:在管件内填满砂料,并封闭两端口;B)预弯:将管件装于顶镦弯管机上:顶镦夹夹紧管件的一端,管件的另一端由弯管模和夹块固定,由主轴带动弯管模旋转,同时油缸对顶镦夹施加轴向的推力,使得管件弯至预设的弯曲半径R1;C)热挤压:将管件加热至预设温度,放入挤压模挤压到弯曲半径R0,再放入设有U形型腔整形模具,管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将管件弯至最终的弯曲半径R0,R0< R1;D)去除管件两端端盖及管内砂料:本发明能减小弯管的变形、满足通球直径的要求,成品率高,且工序少、易加工、周期短,生产成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺。
背景技术
在一些气化炉中,镍基不锈钢的U形(180°)弯头(如φ38X4),其弯曲半径(R20和R25)小,管壁薄,与标准的发电锅炉相比,气化设备中的热流更大,适量的水流是关键参数,因此通球要求大大高于普通锅炉和ASME有关标准;现有薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺主要有两种:1)在拉弯弯管机或侧助推弯管机上进行预弯后、再一次热挤压成型;该方法在预弯时由于弯管段内侧壁受压、外侧壁受拉,外侧的缩径量较大,其圆度较差,后续成品的通球直径降低;在热挤压时,由于壁薄、刚性差,易失稳起皱变形,内侧壁易增厚,通球直径也受到影响,导致该项指标难以达到要求,废品率高;2)采用制作U形实心锻件、再通过机加工U形通孔成形;该方法虽然通球直径可以达标,但存在工艺步骤多、加工难度大、周期长、成本高的缺点。
发明内容
针对上述存在的技术问题,本发明提供一种薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,它能减小弯管的变形、满足通球直径的要求,成品率高,且工序少、易加工、周期短,生产成本较低。
为了达到上述目的,本发明的薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,其特征在于包括以下步骤:A)充砂:在管件内填满砂料,并由端盖封闭管件的两端口;B)预弯:将管件装于顶镦弯管机上:顶镦夹夹紧管件的一端,管件的另一端由弯管模和夹块固定,由主轴带动弯管模旋转,同时油缸对顶镦夹施加轴向的推力,对管件进行推弯作业,使得管件中部弯至预设的弯曲半径为R1的180弯头°;C)热挤压:将管件加热至预设温度,放入挤压模挤压:挤压模由上、下背模及左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模组成,调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径,上、下背模与左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模设有相配合的斜面,上、下背模设有变形腔,左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模均设有截面为弧形的型腔,将管件的弯头两侧直管放入挤压模型腔中,上、下挤压模合模夹紧两直段管部分,推动两侧的挤压模向内移动,同时上、下背模向后移动,弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R0的180°弯头;将管件再放入整形模具:整形模具包括上、下模块,上、下模块均设有U形型腔,U形型腔弯头段的型腔为近似半圆形,该处型腔的最大深度略小于其宽度的一半,管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将弯头段整形至弯曲半径R0,R0< R1;D)去除管件两端端盖及管内砂料;
本发明由于在预弯时,通过油缸、顶镦夹对管件施加轴向的推力,弯头段外侧壁也受压,外侧壁的缩径量较小或为零,弯头段的圆度更好;管件中填满砂料,可提高管件的刚性,在预弯和加热挤压工序时管壁不易失稳起皱变形,内侧壁的增厚幅度也减小,加上模块U形型腔弯头段的最大深度略小于其宽度的一半,整形时可进一步减小内侧壁的增厚,提高圆度,以上皆能减小弯管的变形、满足通球直径的要求,成品率高,且工序少、易加工、周期短,生产成本较低;
作为本发明的一种优选,在步骤B)与C)之间还设有预热挤压工序:将管件加热至预设温度,放入挤压模挤压:挤压模由上、下背模及左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模组成,调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径,上、下背模与左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模设有相配合的斜面,上、下背模设有变形腔,左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模均设有截面为弧形的型腔,将管件的弯头两侧直管放入挤压模型腔中,上、下挤压模合模夹紧两直段管部分,推动两侧的挤压模向内移动,同时上、下背模向后移动,两侧的挤压模的间距决定弯曲半径,弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R2的180°弯头;将管件再放入整形模具:整形模具包括上、下模块,上、下模块均设有U形型腔,U形型腔弯头段的型腔为近似半圆形,该处型腔的最大深度略小于其宽度的一半,管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将弯头段整形至弯曲半径R2,R0<R2< R1;增设预热挤压,可进一步减小热挤压成型时的变形量,提高圆度;
作为本发明的一种优选,管件正、反向两次被挤压进入上、下模块合模后的型腔,进行整形;可提高整形效果;
综上所述,本发明能减小弯管的变形、满足通球直径的要求,成品率高,且工序少、易加工、周期短,生产成本较低。
附图说明
图1为实施本发明的顶镦弯管机的局部立体图。
图2为图1的俯视图。
图3为实施本发明预热挤压和热挤压工序的挤压模的主视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为实施本发明预热挤压和热挤压工序整形模具中下模块的主视图。
图6为图5的B-B剖视图。
具体实施方式
下面结合附图,以镍基φ38X4管件制作弯曲半径为R20的 U形(180°)弯头、要求通球直径≥φ21.5为例对本发明作进一步详细的说明。
该薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,包括以下步骤:A)充砂:在管件内填满砂料,如棕刚玉砂,并由端盖封闭管件的两端口;B)预弯:如图1至图2所示,将管件1装于顶镦弯管机上:顶镦夹2夹紧管件1的一端,管件1的另一端由弯管模3和夹块4固定,弯管模3和夹块4设有相配合的弧形凹槽;由主轴5带动弯管模3旋转,同时油缸6对顶镦夹2施加轴向的推力,通过顶镦夹2对管件1进行推弯作业,使得管件1中部弯至预设的弯曲半径为R57的180°弯头;C)预热挤压:将预弯的管件1加热至预设温度,放入挤压模挤压:如图3至图4所示,挤压模包括中部的上背模12、下背模13及左上挤压模14、左下挤压模15、右上挤压模16和右下挤压模17,调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径,上背模12、下背模13及左上挤压模14、左下挤压模15、右上挤压模16和右下挤压模17设有相配合的斜面,上背模12、下背模13设有变形腔,左上挤压模14、左下挤压模15、右上挤压模16和右下挤压模17均设有截面为弧形的型腔18,将管件1的两侧直管放入合模后左上挤压模14与左下挤压模15、右上挤压模16与右下挤压模17的型腔中,上、下挤压模合模夹紧两直段管部分,通过油缸推动两侧的挤压模向内移动,同时由斜面上背模12、下背模13向后移动,两侧的挤压模的间距决定弯头的弯曲半径,弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R38的180°弯头;将管件1再放入整形模具:整形模具包括上、下模块,上、下模块的结构相同并相对设置,如图5至图6所示,其下模块10均设有U形型腔11,U形型腔11弯头段的型腔为近似半圆形,该处型腔的最大深度a略小于其宽度b的一半,管件1正、反向两次被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将弯头弯至弯曲半径R38;D)热挤压:将管件加热至预设温度,放入步骤C)中相同的挤压模挤压,通过油缸推动两侧的挤压模向内移动,只是此时两侧的挤压模的间距更小,弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R20的180°弯头;将管件再放入整形模具,其U形型腔11弯头段的型腔为近似半圆形,该处型腔的最大深度a略小于其宽度b的一半,管件1正、反向两次被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将弯头弯至弯曲半径R20;E)去除管件两端端盖及管内砂料;
本发明由于在预弯时,通过油缸6、顶镦夹2对管件1施加轴向的推力,弯头段外侧壁也受压,外侧壁的缩径量较小或为零,弯头段的圆度更好;管件1中填满砂料,可提高管件1的刚性,在预弯、预热挤压和热挤压工序时管壁不易失稳起皱变形,内侧壁的增厚幅度也减小,加上模块U形型腔弯头段的最大深度a略小于其宽度b的一半,可进一步减小内侧壁的增厚,提高圆度,以上皆能减小弯管的变形;表一为采用本发明所得产品检测的相关技术指标,表二为采用拉弯弯管机或侧助推弯管机上进行预弯后、再一次热挤压成型所得产品检测的相关技术指标;
表一
表二
通过上述两表检测指标的对比可以发现,采用传统加工方法所得产品的通球直径远低于要求,且弯管易失稳、起皱;通过本发明所得产品的最小通球直径均大于要求的指标φ21.5,成品率高,且工序少、易加工、周期短,生产成本较低;
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,其特征在于包括以下步骤:A)充砂:在管件内填满砂料,并由端盖封闭管件的两端口;B)预弯:将管件装于顶镦弯管机上:顶镦夹夹紧管件的一端,管件的另一端由弯管模和夹块固定,由主轴带动弯管模旋转,同时油缸对顶镦夹施加轴向的推力,对管件进行推弯作业,使得管件中部弯至预设的弯曲半径为R1的180弯头°;C)热挤压:将管件加热至预设温度,放入挤压模挤压:挤压模由上、下背模及左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模组成,调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径,上、下背模与左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模设有相配合的斜面,上、下背模设有变形腔,左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模均设有截面为弧形的型腔,将管件的弯头两侧直管放入挤压模型腔中,上、下挤压模合模夹紧两直段管部分,推动两侧的挤压模向内移动,同时上、下背模向后移动,弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R0的180°弯头;将管件再放入整形模具:整形模具包括上、下模块,上、下模块均设有U形型腔,U形型腔弯头段的型腔为近似半圆形,该处型腔的最大深度略小于其宽度的一半,管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将弯头段整形至弯曲半径R0,R0< R1;D)去除管件两端端盖及管内砂料。
2. 根据权利要求1所述的薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,其特征在于:在步骤B)与C)之间还设有预热挤压工序:将管件加热至预设温度,放入挤压模挤压:挤压模由上、下背模及左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模组成,调整左、右侧挤压模的距离以适应弯头的弯曲半径,上、下背模与左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模设有相配合的斜面,上、下背模设有变形腔,左上挤压模、左下挤压模、右上挤压模和右下挤压模均设有截面为弧形的型腔,将管件的弯头两侧直管放入挤压模型腔中,上、下挤压模合模夹紧两直段管部分,推动两侧的挤压模向内移动,同时上、下背模向后移动,弯头部做自由变形直到形成弯曲半径为R2的180°弯头;将管件再放入整形模具:整形模具包括上、下模块,上、下模块均设有U形型腔,U形型腔弯头段的型腔为近似半圆形,该处型腔的最大深度略小于其宽度的一半,管件被挤压进入上、下模块合模后的型腔,完成整形,将弯头段整形至弯曲半径R2,R0<R2< R1。
3. 根据权利要求1或2 所述的薄壁小弯曲半径U形弯管的制作工艺,其特征在于:管件正、反向两次被挤压进入上、下模块合模后的型腔,进行整形。
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CN104438433B (zh) | 2016-08-31 |
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